OA22084A

OA22084A - Small-scale electricity supply device.

Info

Publication number: OA22084A
Application number: OA1202500017
Authority: OA
Inventors: Hamadou TRAORE
Original assignee: Hamadou TRAORE
Filing date: 2024-12-30
Publication date: 2025-12-02

Abstract

La présente invention se situe dans le domaine des énergies électriques. Elle concerne un dispositif de fourniture d'électricité à petite échelle qui permet de résoudre les problèmes de délestages dans les zones dépourvues d' installations électriques. Le dispositif objet de l'invention comprend un dynamomètre (bobine) connecté par un alternateur par des courroies d'entrainements. L'ensemble dynamo-alternateur est fixé par un support et un régulateur de tension connecté par l'alternateur permet de varier la tension aux bornes de l'alternateur. Grâce aux batteries reliées à l'alternateur par des fils de connexion et grâce aux mouvements rotatifs de l'alternateur, lesdites batteries accumulent de l'énergie mécanique qui est transformée grâce à un convertisseur en énergie électrique utilisable aussi bien par les ménages que des unités industrielles.The present invention relates to the field of electrical energy. It concerns a small-scale electricity supply device that solves load shedding problems in areas lacking electrical infrastructure. The device comprises a dynamometer (coil) connected to an alternator by drive belts. The dynamo-alternator assembly is mounted on a bracket, and a voltage regulator connected to the alternator allows the voltage at the alternator terminals to be varied. Thanks to batteries connected to the alternator by connecting wires and the alternator's rotational movements, these batteries accumulate mechanical energy, which is then converted by a converter into electrical energy usable by both households and industrial units.

Description

DISPOSITIF DE FOURNITURE D’ELECTRICITE A PETITE ECHELLESMALL-SCALE ELECTRICITY SUPPLY DEVICE

La présente invention se situe dans le domaine des énergies électriques. Elle concerne un dispositif de fourniture d’électricité à petite échelle qui permet de résoudre les problèmes de délestages dans les zones dépourvues d’installations électriques.The present invention is in the field of electrical energy. It relates to a small-scale electricity supply device that solves load shedding problems in areas without electrical infrastructure.

L’importance de l’électricité n’est plus à démontrer car garantit le bon fonctionnement des éclairages publics, des climatiseurs, des ordinateurs ainsi que des téléviseurs. Elle alimente toutes sortes de procédés industriels auxquels la majorité des demandeurs d’entre eux ne peuvent pas croire. Son manque fait ressentir dans nos activités quotidiennes du moment où il peut entraîner la baisse de la productivité de plusieurs entreprises comme le cas des activités domestiques et industrielles. La présence de l’électricité permet également de réduire le grand banditisme dans certaines zones dépourvues d’électricité.The importance of electricity is undeniable, as it ensures the proper functioning of streetlights, air conditioners, computers, and televisions. It powers all sorts of industrial processes, some of which are unimaginable to most users. Its absence is felt in our daily lives, as it can lead to decreased productivity in many businesses, including domestic and industrial activities. The presence of electricity also helps reduce crime in areas lacking power.

Dans l’état de la technique, différences sources d’énergies permettent la fourniture d’électricité, parmi lesquels l’on peut citer les groupes électrogènes. Certains de ces groupes sont constitués d’un moteur à combustion interne composé permettant de gérer l’énergie mécanique nécessaire pour que l’alternateur produise l’énergie électrique qui approvisionne le groupe. D’autres par contre sont munis d’un moteur thermique entraînant un générateur convertissant l’énergie mécanique de rotation en une énergie électrique de tension alternative, le cas échéant, redressée en tension continue. Ce dernier cas concerne plus particulièrement les groupes électrogènes de moyenne puissance dont la puissance délivrée est comprise entre 1KVA à 20KVA. Il est à noter que les groupes électrogènes de ce type de puissance comprennent usuellement un moteur diesel ou à essence comportant entre 1 à 4 cylindres. L’arbre de sortie du moteur est accouplé plus ou moins directement au rotor d’un générateur. Ce rotor est représenté sous une forme cylindrique horizontale avec des bobinages ou des aimants d’induction et tournant autour d’un stator cylindrique fixe horizontal coaxial comportant des bobinages induits. Le moteur comprend un volant d’inertie pour lisser la courbe de sortie de puissance mécanique rotative et ce volant étant contenu dans un carter de protection et de sécurité en regard des usagers.In the current state of technology, various energy sources enable the supply of electricity, including generator sets. Some of these sets consist of an internal combustion engine that manages the mechanical energy required for the alternator to produce the electrical energy that powers the generator. Others, however, are equipped with a combustion engine driving a generator that converts the mechanical rotational energy into alternating current (AC) electrical energy, which is then rectified to direct current (DC). This latter case is particularly relevant to medium-power generator sets with a power output ranging from 1 kVA to 20 kVA. It should be noted that generator sets of this power range typically include a diesel or gasoline engine with one to four cylinders. The engine's output shaft is coupled more or less directly to the generator's rotor. This rotor is represented as a horizontal cylindrical shape with induction windings or magnets, rotating around a fixed, horizontal, coaxial cylindrical stator with induced windings. The motor includes a flywheel to smooth the output curve of the rotating mechanical power, and this flywheel is contained within a protective and safety housing for user safety.

Cependant, dans le domaine de la technologie des systèmes à fourniture d’électricité, le défi majeur est d’abaisser le coût global actualisé de revient de l’énergie électrique produite par une installation, à l’exemple des groupes électrogènes perfectionnés. La contrainte principale reste l’utilisation d’un moteur de groupe fonctionnant avec du carburant. Dans ce sens, une pénurie de carburant peut entraîner l’arrêt des groupes électrogènes, entraînant plus de désagréments aux populations. Par ailleurs, le coût d’accès à ce type de dispositif n’est pas à la portée de bon nombre de ménages.However, in the field of power generation technology, the major challenge is to lower the total levelized cost of electricity produced by a system, such as advanced generators. The main constraint remains the use of a generator engine that runs on fuel. In this respect, a fuel shortage can lead to generator shutdowns, causing further disruption to the population. Moreover, the cost of accessing this type of equipment is prohibitive for many households.

Une alternative serait de proposer des solutions d’élargir les fonctions du système d’accumulation d’énergie, sans pour autant perturber leur principale fonction du système existant.An alternative would be to propose solutions to expand the functions of the energy storage system, without disrupting its main function in the existing system.

La présente invention apporte des solutions en proposant un dispositif de fourniture d’électricité à petite échelle caractérisée par un système de dynamo-alternateur qui permet de fournir l’énergie électrique. Le dispositif objet de l’invention comprend un dynamomètre (bobine) connecté par un alternateur par des entraînements. L’ensemble dynamo-alternateur est fixé par un support et un régulateur de tension connecté à l’alternateur permet de varier la tension aux bornes de l’alternateur. Grâce aux batteries auxquelles reliées à l’alternateur par des fils de connexion et grâce aux mouvements rotatifs de l’alternateur, les batteries accumulent de l’énergie mécanique et celle-ci est transformée grâce à un convertisseur en énergie électrique.The present invention provides solutions by proposing a small-scale electricity supply device characterized by a dynamo-alternator system that provides electrical energy. The device of the invention comprises a dynamometer (coil) connected to an alternator by drives. The dynamo-alternator assembly is mounted on a bracket, and a voltage regulator connected to the alternator allows the voltage at the alternator terminals to be varied. Thanks to batteries connected to the alternator by connecting wires and the alternator's rotational movements, the batteries accumulate mechanical energy, which is then converted into electrical energy by a converter.

Le dispositif selon l'invention repose sur un mécanisme dynamo-alternatif pour palier l’insuffisance énergétique constatée dans de nombreuses zones urbaines et rurales et offre l’avantage d’être très accessible pour les zones où l’énergie conventionnelle peine à être disponible.The device according to the invention is based on a dynamo-alternating mechanism to overcome the energy insufficiency observed in many urban and rural areas and offers the advantage of being very accessible for areas where conventional energy is difficult to obtain.

Le dispositif objet de l’invention peut être mieux compris à travers la figure 1 qui présente ledit dispositif complet.The device that is the subject of the invention can be better understood through figure 1 which presents said complete device.

Le dispositif objet de l’invention comprend une bobine (3) reliée à un alternateur (2) par des courroies d’entrainement (4), un régulateur (1) connecté audit alternateur (2) par des fils de connexion (14). Le dispositif objet de l’invention comprend également un ensemble batterie(8)-convertisseur(9), lesdites batteries étant reliées audit convertisseur par des fils de connexion. Le dispositif comprend également des supports de fixation avant (5) et arrière (7), lesdits supports représentés par un UPN de 80 à 100 cm (10). Les batteries sont reliées par l’alternateur par des fils de connexion (16). L’alternateur (2) est formé de poulies (6) qui facilitent le mouvement des courroies d’entrainement, lesdites courroies d’entrainement reliées par lesdites poulies de ladite bobine et dudit alternateur entraînent la rotation dudit alternateur, des aimants (11) qui jouent le rôle de la production de l’énergie mécanique qui sera transmise aux batteries, des diodes (12) qui réglementent la quantité de l’énergie qui doit être produite. Le convertisseur (9), connecté aux batteries par des fils de connexion (13), joue le rôle de transformateur de l’énergie mécanique en énergie électrique et un régulateur (1) qui permet de varier la tension aux bornes dudit alternateur. Le dispositif contient également un bouton d’allumage connecté entre les fils de connexion (15) issus de la bobine et ceux issus des batteries et du convertisseur.The device of the invention comprises a coil (3) connected to an alternator (2) by drive belts (4), and a regulator (1) connected to said alternator (2) by connecting wires (14). The device of the invention also comprises a battery (8)-converter (9) assembly, said batteries being connected to said converter by connecting wires. The device also comprises front (5) and rear (7) mounting brackets, said brackets being represented by a UPN of 80 to 100 cm (10). The batteries are connected to the alternator by connecting wires (16). The alternator (2) consists of pulleys (6) that facilitate the movement of the drive belts. These drive belts, connected by the pulleys of the coil and the alternator, cause the alternator to rotate. Magnets (11) generate the mechanical energy that is transmitted to the batteries. Diodes (12) regulate the amount of energy produced. The converter (9), connected to the batteries by connecting wires (13), transforms mechanical energy into electrical energy. A regulator (1) varies the voltage at the alternator terminals. The device also includes an ignition switch connected between the connecting wires (15) from the coil and those from the batteries and the converter.

La bobine joue un rôle de déclencheur qui permet aux batteries d’être bien chargé afin que le convertisseur puisse transformer cette énergie mécanique provenant des batteries en énergie électrique. L’alternateur est constitué des aimants et des diodes qui facilitent respectivement la production et la variation de l’énergie mécanique. Les diodes permettent de faire sortir la quantité d’énergie qu’à besoin les batteries pour être transformer en énergie électrique.The coil acts as a trigger, allowing the batteries to be fully charged so that the converter can transform this mechanical energy from the batteries into electrical energy. The alternator consists of magnets and diodes, which respectively facilitate the production and variation of mechanical energy. The diodes allow the battery to extract the precise amount of energy needed to be converted into electrical energy.

Une fois le bouton d’allumage est actionné, cela met en marche la bobine qui permet les mouvements rotatifs de l’alternateur grâce aux courroies de transmission. Le mouvement rotatif de l’alternateur fait sortir de l’énergie mécanique qui sera transmise aux batteries grâce aux diodes. Une partie de l’énergie mécanique reçue par les batteries sera transformée en énergie électrique grâce à un convertisseur et l’autre partie servira à alimenter la bobine pour que celle-ci puisse être en mouvement continu. La partie de l’énergie transformée en énergie électrique sera utilisée à des fins domestiques ou industrielles. En fonction de la capacité du ménage ou de l’unité industrielle, le dispositif objet de l’invention peut être adapté en la démultipliant afin de répondre aux besoins de la cible.Once the ignition button is pressed, it activates the coil, which drives the alternator's rotation via the transmission belts. The alternator's rotation generates mechanical energy, which is then transmitted to the batteries via diodes. Part of the mechanical energy received by the batteries is converted into electrical energy by a converter, and the other part powers the coil, ensuring its continuous rotation. This electrical energy can be used for domestic or industrial purposes. Depending on the household or industrial unit's capacity, the device described in the invention can be adapted by scaling it up to meet the target's needs.

L’invention peut être adoptée pour la construction d’une centrale solaire, offrant un avantage concurrentiel par rapport à l’état de la technique antérieure, en induisant la réduction du coût moyen actualisé de l’énergie produite annuellement. Les avantages des fonctions et améliorations apportées peuvent être regroupés autour de deux principaux axes : l’optimisation de la capacité de génération d’énergie et l’optimisation de l’employabilité. Le principal avantage est la génération supplémentaire d’énergie, car le nouveau système trouve une autre fonctionnalité particulière qui permet de résoudre le problème de délestage. Un autre avantage est de rendre la technologie concernée par une source alternative actionnant une bobine reliée par des batteries et un convertisseur qui joue le rôle de transformateur d’énergie, dans de nouveaux environnements tels que les milieux urbains ainsi que des milieux dépourvus d’installation électrique.The invention can be adopted for the construction of a solar power plant, offering a competitive advantage over the prior art by reducing the average discounted cost of the energy produced annually. The advantages of the functions and improvements provided can be grouped around two main axes: optimization of energy generation capacity and optimization of employability. The main advantage is the additional energy generation, as the new system incorporates another specific function that helps resolve load shedding issues. Another advantage is making the technology applicable to an alternative power source driving a coil connected by batteries and a converter that acts as an energy transformer, suitable for new environments such as urban areas and areas lacking electrical infrastructure.

La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son | esprit. ;The present invention is in no way limited to the embodiments described and illustrated, but a person skilled in the art will be able to make any variation in accordance with their own intent.

Claims

1. Small-scale electricity supply device comprising two cycles, a first cycle comprising a coil (3)-alternator (2) assembly and a second cycle formed by a battery (8)-converter (9) assembly, characterized in that the coil-alternator assembly is connected to each other by transmission belts, said battery-converter assembly being connected to each other by connecting wires, said coil connected to said converter and to said batteries by connecting wires, said alternator being connected to said batteries by connecting wires.

2. Small-scale electricity supply device according to claim 1, characterized in that said alternator is formed of pulleys (06), magnets, diodes, said pulleys facilitating the movement of the drive belts, said magnets (11) playing the role of producing mechanical energy which will be transmitted to the batteries, said diodes (12) which, thanks to the rotary movement of said alternator, makes it possible to supply the batteries with a quantity of mechanical energy required by the user.

3. Small-scale electricity supply device according to claims 1 and 2, characterized in that said alternator is connected to a regulator (1) by connecting wires, said regulator allowing the voltage of said alternator to be varied.

4. Small-scale electricity supply device according to any one of the claims, characterized in that said converter connected to batteries by connecting wires makes it possible to convert mechanical energy into electrical energy which will be used by the user for domestic and industrial purposes.

5. Small-scale electricity supply device according to claim according to any one of the claims, characterized in that an ignition button is connected between the connecting wires from the coil and those from the batteries and the converter.

6. Small-scale electricity supply device according to claim according to any one of the claims, characterized in that said ignition button, when actuated, starts the coil, enabling rotational movements of the alternator by means of the transmission belts, said rotational movement of the alternator produces mechanical energy which will be transmitted to the batteries by means of the diodes.

7. Small-scale electricity supply device according to any one of the claims, characterized in that part of the mechanical energy received by the batteries is transformed into electrical energy by means of a converter and the other part is used to power the coil promoting continuous movement.